摘要：結(jié)合作者多(duō)年從事石化行業流(liú)量儀(yí)表 應(yīng)用的(de)實踐，闡(chǎn)述了流(liú)量計選型(xíng)的基本原則與方法,并對諸如地下大口徑流量測(cè)量、小(xiǎo)流量低壓瓦斯流量測量(liàng)以及液化石油(yóu)氣的(de)流量測量(liàng)等難以解(jiě)決的問題(tí),提出了較(jiào)爲實用的選型(xíng)技術。
0引(yǐn)言
　　石化(huà)行業流體(tǐ)的種(zhǒng)類較(jiào)多,主(zhǔ)要有(yǒu)蒸汽、新鮮水、軟(ruǎn)化水(shuǐ)、風(淨(jìng)化風(fēng)、非淨化風(fēng))、氫氣(qì)、氮氣、二氧化碳氣體(tǐ)、污水(shuǐ)(包括(kuò)含硫(liú)污水、含油(yóu)污水、生活污(wū)水(shuǐ)等);在石化(huà)原料(liào)和産品(pǐn)方面,主(zhǔ)要有瓦斯(包括壓(yā)力小于0.1mpa的低(dī)壓瓦斯(sī)、高壓瓦(wǎ)斯)、石(shí)腦油(yóu)、液化(huà)油、輕(qīng)烴(丙烯、丁(dīng)烯、丁烷、丁(dīng)二烯(xī)、戊(wù)烷等(děng))汽油、柴(chái)油、煤(méi)油、臘(là)油、渣油。輸送流(liú)體的(de)管線粗細差别又很大(dn15~dn300)。流體的(de)物理性質(zhì)(如溫度、壓力、密(mì)度粘(zhān)度等)和(hé)化(huà)學性質(如腐蝕性)差異也(yě)很大，同時(shí)流量範(fàn)圍波動(dòng)較大。沒有哪(nǎ)--種流量(liàng)計能夠全(quán)部覆蓋上述各種情(qíng)況(kuàng)。根據經驗,要實現(xiàn)流量的準(zhǔn)确(què)和可靠(kào)的測量,流量儀表的(de)選型即是(shì)第--關，也是(shì)最重要的(de)--關。當然,還(hái)有流量儀表正(zhèng)确安裝、精心維護的問(wèn)題，但選(xuǎn)型正确與否是(shì)至關重要(yào)的。
　　下(xià)面針對上述石(shí)化行業流(liú)量測(cè)量的(de)實際(jì)情況(kuàng),并結(jié)合(hé)自己十幾年來在流量(liàng)儀表選型(xíng)應(yīng)用中的(de)經驗(yàn)和教訓,談談個(gè)人看法。
1流量(liàng)儀表選型(xíng)原則(zé)和步驟(zhòu)
①石化行業(yè)首先要考慮(lǜ)儀(yí)表的防爆(bào)性能要滿(mǎn)足現(xiàn)場要(yào)求,不(bú)僅要考慮(lǜ)流量(liàng)計本身的防(fáng)爆(bào)性能，還要從整(zhěng)個測量系統進(jìn)行考(kǎo)慮。這是關(guān)系到安全使用(yòng)的重大問題,萬萬不可忽(hū)視。
②摸(mō)清被測流體的(de)工藝(yì)條件(jiàn),包括:流量範圍(wéi)(最大(dà)正常、最小(xiǎo));允許壓力損失;操作(zuò)溫度(dù)、壓力、密度、粘度、飽和蒸汽(qì)壓(針對(duì)有(yǒu)些容(róng)易氣化的液體(tǐ));腐蝕性;含(hán)雜質(zhì)情況(kuàng);工(gōng)藝(yì)對測(cè)量不确定度的要求(qiú)。
③流(liú)量儀表(biǎo)的技術選型。根據上述兩點并(bìng)結合以往(wǎng)使用中的經(jīng)驗選擇(zé)技術指(zhǐ)标(biāo)滿足工藝要求的(de)流(liú)量計。
④性能(néng)、價格比。現在是市場經濟(jì),企業投資要(yào)考(kǎo)慮(lǜ)成(chéng)本。因(yīn)此,對(duì)流量(liàng)計選(xuǎn)型中(zhōng)不僅要考(kǎo)慮技(jì)術上的适(shì)用性,同時(shí)要考(kǎo)慮(lǜ)投(tóu)資的經濟性。在(zài)滿足(zú)技術(shù)要求的前(qián)提下(xià),首先(xiān)不要盲目(mù)提高測量精度(dù),精度的提高需(xū)要靠投資的增(zēng)加來(lái)滿足;第二(èr)是國産流(liú)量計和進口流量計的(de)比較,要經過(guò)質量(liàng)、壽命、維護(hù)量投(tóu)資等(děng)多方面的(de)比(bǐ)較才能确定(dìng),絕不是有國産的就不用(yòng)進口的(de)那麽(me)簡(jiǎn)單,有(yǒu)些情(qíng)況用(yòng)國産(chǎn)的并不一定就(jiù)節(jiē)約投資(zī)。
2石化(huà)行業(yè)實例(lì)
2.1水的大流量測(cè)量
　　石化(huà)行(háng)業中(zhōng)新水和循(xún)環水(shuǐ)用量(liàng)較(jiào)大,因此(cǐ)管(guǎn)徑較.粗(一般(bān)爲dn400~dn1000),而且在北(běi)方爲解(jiě)決(jué)冬(dōng)季防(fáng)凍問題(tí),大(dà)多數管線埋(mái)于(yú)地下(xià),對于老(lǎo)廠來講(jiǎng),舊管(guǎn)線多(duō)。針對(duì)這種情(qíng)況,我們(men)解決(jué)的辦法是(shì)采用 外卡式超聲(shēng)流(liú)量(liàng)計 進行(háng)測量。它的優(yōu)點(diǎn)是:
①安(ān)裝方便,不用切(qiē)斷管線,在不停(tíng)産斷流的情況下既可安(ān)裝。
②換能器位(wèi)于井下,甚(shèn)至(zhì)浸于(yú)水中(浸人深度不超(chāo)過(guò)3m)也能正(zhèng)常工(gōng)作,這是其(qí)它多數(shù)流(liú)量計(jì)無法(fǎ)相比的。.
③維(wéi)護量(liàng)小(xiǎo)。根(gēn)據我(wǒ)們的經驗,每年檢查一次換能(néng)器與(yǔ)管線結合(hé)情況(kuàng)(包括位置(zhì)是否(fǒu)有移動,耦(ǒu)合劑是否充滿等)即可滿足測(cè)量要求。
④從經濟性上(shàng)講,它(tā)更适(shì)用于大(dà)口(kǒu)徑管(guǎn)線的(de)流量測量(liàng)，因爲 超聲流量(liàng)計 的(de)價格基本(běn)與口徑無(wú)關。從(cóng)投資(zī)的角度與其它(tā)流量計相(xiàng)比,大口徑就更(gèng)爲經(jīng)濟。但它也有不足(zú)之處,就(jiù)是測量精(jīng)度不是很高,一(yī)般爲(wèi)+1.0%~+2.0%,就新水和循環(huán)水的測(cè)量來講,也足以滿足。再(zài)有從(cóng)一(yī)次性投(tóu)資上,它與(yǔ) 電磁流量計 等相比(bǐ)，測量口徑應該(gāi)在dn200以(yǐ)上才能體(tǐ)現出經(jīng)濟性來。當然口(kǒu)徑(jìng)大于(yú)dn500,那它的經(jīng)濟性(xìng)就更(gèng)明顯了。我(wǒ)公司目(mù)前在新(xīn)水和(hé)循環水流量測量中(zhōng),口徑(jìng)在dn200以(yǐ)上的管線(xiàn),基本上使(shǐ)用的(de)都是超聲(shēng)流量(liàng)計,大.約(yuē)有30幾套(tào)。我們(men)使用超聲流量(liàng)計是(shì)從1989年(nián)開始的。從十多(duō)年的使用經驗(yàn)上看(kàn)，效(xiào)果還是(shì)很好(hǎo)的(de),特(tè)别是(shì)随(suí)着單片機技(jì)術在(zài)超聲(shēng)流量(liàng)計變送器中的(de)應用,現在可以采用直接測量(liàng)時差(chà)結(jié)果(guǒ)來測(cè)量,大大(dà)提高了(le)測量精度(dù)和測(cè)量的(de)穩定性。
⑤對(duì)于結垢(gòu)嚴(yán)重或管線外皮腐蝕(shí)嚴重的水(shuǐ)管線(xiàn)，采用(yòng)超聲(shēng)流量(liàng)計測(cè)量時,信号(hào)穩定(dìng)性不(bú)好,建(jiàn)議(yì)采用(yòng) 插(chā)人式(shì)電磁流量計 。
2.2小流量瓦斯(sī)測t
　　石(shí)化行(háng)業中瓦斯(sī)氣體流(liú)量(liàng)測量也是較(jiào)難(nán)解決(jué)的問(wèn)題,特别是(shì)低壓、低流速瓦(wǎ)斯流(liú)量的測量(liàng),原來(lái)我們(men)采用(yòng) 孔闆流量計 或(huò) 渦輪流量計 進行測量,因流速(sù)低,影(yǐng)響測量精(jīng)度,采(cǎi)用縮(suō)徑提(tí)高(gāo)流速,但(dàn)又受(shòu)壓損(sǔn)限制。後(hòu)來(lái)采用 氣體渦輪(lún)流量(liàng)計 進(jìn)行測(cè)量,并(bìng)配壓(yā)力補(bǔ)償,經過近(jìn)3年的(de)實.踐,使用效果(guǒ)很好(hǎo),儀(yí)表(biǎo)每年(nián)拆下(xià)标定,精度(dù)變化(huà)不大(dà)。渦輪(lún)壓損(sǔn)小、靈(líng)活,低(dī)流速對它(tā)的使(shǐ)用壽命(mìng)影(yǐng)響不大。對于(yú)管徑大(dà)于dn150的(de)低流速瓦斯(sī)流量測量,采(cǎi)用 熱式(shì)氣體(tǐ)質(zhì)量流量計(jì) ,應用(yòng)效果(guǒ)也較好。
2.3液化油(yóu)及輕烴流(liú)測量(liàng)t
　　液化油和(hé)輕烴(主(zhǔ)要(yào)有丙(bǐng)烯、丁烯、丁二烯(xī)、戊烷)的(de)流(liú)量測(cè)量，要(yào)想做(zuò)到高(gāo)精度(體積(jī)+0.5%)也是(shì)比較(jiào)難的。孔(kǒng)闆(pǎn)測量肯定(dìng)達不(bú)到的。這裏關鍵(jiàn)難以(yǐ)解決的問題有(yǒu)兩點,首先(xiān)是這類(lèi)流(liú)體的(de)氣化問題(tí),它造(zào)成流體氣(qì)、液兩(liǎng)相,就(jiù)是用價格比較貴的進口(kǒu)質量(liàng)流量計(jì)也難以解決此問(wèn)題,特别是對于(yú)間斷輸送的情(qíng)況，更易産生氣(qì)化現象;第二是該類液(yè)體自潤(rùn)滑性非常(cháng)差,普(pǔ)通的(de)容積式儀(yí)表和(hé)禍輪(lún)流量(liàng)計測量該流體(tǐ),軸與軸承(chéng)之間的磨(mó)損(sǔn)非常嚴(yán)重,造成儀(yí)表壽命短,故障率高(gāo),維護難。在(zài)儀表(biǎo)選型(xíng)上,80年代質(zhì)量流量(liàng)計在國(guó)内不(bú)普(pǔ)及(jí)時,我們試用過 齒輪(lún)流量計(jì) 、羅茨流(liú)量計、國(guó)産石墨(mò)軸承的(de)渦(wō)輪流(liú)量計,使用效果(guǒ)非常不(bú)好,平均(jun1)故障時(shí)間爲2個月,平(píng)均壽命(主(zhǔ)要是轉子(zǐ)和軸承部(bù)分)爲半年(nián)。從實踐經(jīng)驗上(shàng)看,采(cǎi)用(yòng)渦輪(lún)流(liú)量計(jì)不(bú)失爲測(cè)量液化油和輕(qīng)烴類(lèi)流體一種比較經濟實用(yòng)的方案,并(bìng)且它測量這類介質(zhì)的壓損(sǔn)約(yuē)是質量流量計的十(shí)分之一,節能效(xiào)果明(míng)顯。但(dàn)選型(xíng)時必須注意所選渦(wō)輪流量計(jì)軸和軸承(chéng)的材質,最(zuì)好是(shì)碳化(huà)鎢軸(zhóu),人造(zào)寶石(shí)軸承(chéng),能(néng)确(què)保其(qí)耐磨性。如(rú)果經(jīng)濟條件允許,目(mù)前采用質(zhì)量流(liú)量計(jì)還是優于(yú)渦輪流量(liàng)計。再(zài)就是如何防止(zhǐ)流體因低(dī)于飽(bǎo)合蒸汽壓(yā)而産(chǎn)生氣化的(de)問(wèn)題(tí),此問題也是不容忽視的(de)。
　　二催化産液化油直(zhí)接送大分(fèn)餾進料,多年(nián)來該表(biǎo)測量的累(lèi)計量(liàng)總是(shì)比大分餾進料量大4%~6%。1999年,我(wǒ)們(men)對二催化出(chū)裝置流量計處(chù)的液體壓力和(hé)溫度進(jìn)行實地(dì)測量(liàng),然(rán)後再計(jì)算該(gāi)流體的飽(bǎo)合蒸(zhēng)汽壓(yā),發(fā)現(xiàn)實際工況(kuàng)不能滿足此飽和蒸汽壓(yā)要(yào)求(qiú),部分液體(tǐ)氣化變成(chéng)氣相,造成測(cè)量值比實際值偏(piān)高。檢查工藝流(liú)程,發(fā)現液化油回流罐液位串(chuàn)級調(diào)節回路中(zhōng)内環流量調節閥在(zài)該流(liú)量計(jì)前,爲了使(shǐ)回流罐液位相對穩(wěn)定,内(nèi)環(huán)流(liú)量調節閥(fá)頻繁(fán)開關(guān),使得閥後(hòu)壓力波動較大,并伴(bàn)有氣蝕現象,造(zào)成氣、液(yè)兩(liǎng)相。1999年(nián)4月份大修中,我(wǒ)們将該(gāi)表(biǎo)移至(zhì)調節閥(fá)前(qián),效果(guǒ)明顯，流量計測(cè)量正确,基本上(shàng)與大分餾進料(liào)量相(xiàng)一(yī)緻。間斷(duàn)送量也容易因(yīn)收方排空收油造成(chéng)系統壓力(lì)下降,産生氣化(huà)現象。解(jiě)決辦法(fǎ)是在流(liú)量(liàng)計後加自力式調節(jiē)閥,以保證(zhèng)流量(liàng)計背壓高于液(yè)體飽合蒸(zhēng)汽壓(yā)1.5~2倍,效果(guǒ)也很好(hǎo)。
2.4汽油(yóu)煤油(yóu)、柴油(yóu)流測t
　　汽油(yóu)、煤油(yóu)、柴油三大油品(pǐn)是石化(huà)行業的(de)主要(yào)成(chéng)品(pǐn),它的(de)計量(liàng)正确與否(fǒu)直接(jiē)影響到企(qǐ)業的(de)經(jīng)濟(jì)效益(yì)。原來采(cǎi)用的是腰輪和齒輪流量(liàng)計，測量精度(dù)低(一(yī)般爲(wèi)+0.5%),故(gù)障率較高,而(ér)且遠(yuǎn)傳發(fā)信不(bú)可靠,近3年(nián)來,逐步進行(háng)了改(gǎi)造,dn100以下(xià)管線多采用質量流(liú)量計,與前(qián)者相比具(jù)有不用測(cè)溫(wēn)、測密度(dù)進行換算,直接(jiē)得到質量、流量(liàng)，而且質量測量(liàng)精度(dù)爲0.2%,dn150以上管(guǎn)線采(cǎi)用金(jīn)屬刮闆流(liú)量計,與腰(yāo)輪和齒輪流(liú)量(liàng)計相比，雖(suī)然同(tóng)爲容(róng)積式(shì)儀表(biǎo),但其體積小、重量輕、測量(liàng)精度(dù)高(優(yōu)于0.2%),而且(qiě)故(gù)障率低,在(zài)近3年使用中，隻發生過兩(liǎng)次小的故(gù)障(zhàng)。
2.5蒸汽(qì)流量測(cè)量
　　目前(qián)我(wǒ)們應(yīng)用較多的還是标準孔(kǒng)闆測量元件,它的優點(diǎn)是穩定性好、可靠性高,但(dàn)範圍(wéi)度(量程比(bǐ))太窄(3:1),在北(běi)方冬季和(hé)夏季的蒸(zhēng)汽負(fù)荷變(biàn)化(huà)較(jiào)大,因(yīn)此改量程(chéng)很不(bú)方便,前(qián)幾(jǐ)年試(shì)用過幾台 渦街流量(liàng)計(jì) ,但由于(yú)企(qǐ)業(yè)都是(shì)過熱(rè)蒸汽,渦街的敏(mǐn)感元件(jiàn)長(zhǎng)期受(shòu)熱老化得比較(jiào)快,最(zuì)長的(de)使用(yòng)時間(jiān)約(yuē)爲(wèi)1年,同(tóng)時它的(de)抗震性不好,輸出脈沖(chòng)時常亂跳,造成(chéng)虛假(jiǎ)測(cè)量值。2000年我們試用(yòng)2台内(nèi)藏文丘利節流(liú)元件，效果較好(hǎo),它的(de)一-次測量元件(jiàn)的範(fàn)圍度可以達到1:8,再配(pèi)合流量(liàng)變(biàn)送器的量(liàng)程(chéng)比,基本可以(yǐ)滿足(zú)冬季(jì)、夏季(jì)蒸汽負荷變化的(de)要求。
我(wǒ)們流(liú)量儀表(biǎo)的(de)實際選型(xíng)應用情況列于表1。

注:流量計(jì)總台數爲(wèi)567台。其(qí)中孔(kǒng)闆、羅茨、齒(chǐ)輪等流(liú)量(liàng)計應用比(bǐ)例較大,是(shì)由于曆(lì)史原因(yīn)造成的。如(rú)前所(suǒ)述,我們目前正(zhèng)在分(fèn)批(pī)、分期的加以更新改造(zào),以滿足企業計(jì)量管理的(de)要(yào)求(qiú)。
3對流量計二次(cì)儀表發展(zhǎn)方向的一(yī)些看(kàn)法
　　目前單片(piàn)機(jī)技術(shù)已經廣泛應用于二次顯示累計儀(yí)表(biǎo),這爲二(èr)次儀表功(gōng)能的(de)擴展提供了一(yī)個開放(fàng)性開(kāi)發平台,硬(yìng)件已趨成熟,關(guān)鍵在于軟件(jiàn)的(de)開發。
　　過(guò)去常規的二次(cì)顯示(shì)累計儀表(biǎo),隻能顯示瞬時(shí)流量和累計流(liú)量,運算也(yě)隻能(néng)是簡單的(de)加臧(zāng)、乘、除,開方運算(suàn)。而單(dān)片機(jī)的應(yīng)用,使二次(cì)儀表變成(chéng)了1台計算(suàn)機(jī),可以進行比(bǐ)較複(fú)雜(zá)的(de)運算(suàn)。同時,它的存儲量越(yuè)來越大,便于将-些補償運算的表格放于(yú)其中。所以筆者認爲(wèi),應該針對(duì)比較典型的流(liú)體,例(lì)如蒸(zhēng)汽、各(gè)種油(yóu)品、各(gè)種氣(qì)體,根(gēn)據國家(jiā)或行業标準(zhǔn)給出溫度(dù)、壓力(lì)、密度(dù)補償公式或表格,開(kāi)發出通用(yòng)的軟件,并便(biàn)其(qí)模塊化，裝人二次儀(yí)表軟件中(zhōng)，同時(shí)将(jiāng)流(liú)量計的标定曲(qǔ)線分段裝(zhuāng)人二次儀表軟件中(zhōng),這樣(yàng)就能充分發揮(huī)智能儀表的功(gōng)能,在不增加硬(yìng)件的情況下(xià),提高流量計(jì)的測量精度。 　
4結束語
　　綜上所述(shù),不難(nán)看出，流量計選(xuǎn)型是一項(xiàng)技術性、實用性、責任(rèn)性強的(de)工作,要(yào)做好這(zhè)項(xiàng)工作(zuò),主要把握住兩(liǎng)點,第一是對被(bèi)測量(liàng)對象的工(gōng)況條件(jiàn).物理化學性質、測盤能(néng)力要了(le)解清楚(chǔ),這樣(yàng)才能(néng)做到(dào)對症下藥(yào)，有的(de)放矢(shǐ),少(shǎo)繳(jiǎo)“學費(fèi)”;第二(èr)就是(shì)對各(gè)種流(liú)量(liàng)計的測(cè)量原理有透徹了解,同時(shí)還要(yào)掌握各廠(chǎng)家的(de)産品(pǐn)質量的最(zuì)新動态,主(zhǔ)要是(shì)可靠性和穩定(dìng)性。企業應(yīng)用更講究流量計的(de)實用(yòng)性。

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